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2017 Fiscal Year Annual Research Report

The fundamental problem of classical dynamics'' in the complexified space and non-integrable tunneling phenomena

Research Project

Project/Area Number 15H03701
Research InstitutionRitsumeikan University

Principal Investigator

池田 研介  立命館大学, 理工学部, 教授 (40151287)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 首藤 啓  首都大学東京, 理工学研究科, 教授 (60206258)
高橋 公也  九州工業大学, 大学院情報工学研究院, 教授 (70188001)
Project Period (FY) 2015-04-01 – 2018-03-31
Keywordstunneling effect / semiclassical theory / nonintegrable sysem / quantum chaos / dynamical theory
Outline of Annual Research Achievements

昨年度から引き続き本課題の重要テーマである、近可積分領域において非可積分トンネル効果が顕在化する転移(インスタントン-非インスタントン転移、INI転移と略)の機構を解明すると同時に、論文として完成しPhysical ReviewE誌に投稿を完了した。要点は、非可積分系の最も簡単なモデルである量子写像系にたいして、系をsystematicに可積分系に繰り込む変換を使って、繰り込みを実行すると、繰り込み不能な相互作用が不変項として残留し、それを摂動として扱う量子論が成功をおさめるというものである。
残留部分は量子写像を非可積分に導く内在周期外力との量子共鳴を明確に表現しており、その大きさが、従来メルニコフ積分として古典論で知られてきた近可積分カオスの測度と一致するので、可積分的なインスタントントンネルから非インスタントントンネルへの遷移直後トンネル振幅は古典カオス測度に類似することが初めて明らかになった。これは我々がかねてから唱えてきた「古典非可積分性は最も非古典効果と思われてきた量子トンネル効果に顕在化する」という主張を裏づけるものである。欧米で展開されてきた「RAT(resonance assisted tunneling)」説とは全く異なる方向から非可積分トンネル効果を解明しているものと言える。

一方、本研究課題のもうひとつのテーマであるカオス系における量子非可逆性の研究に関して、量子非可逆性の「寿命」の目覚しい長大化が昨年度明らかにされたが、本年度はその応用として3自由度量子系で高性能の「量子ダンパー」が設計できることを示しこれもPhys.Rev.誌に投稿中である。またこの問題に関係して、アンダーソン局在の臨界次元で、決定的結論が未だ提出されていない2次元に於ける量子拡散現象を詳細に研究できるモデルを提案し、局在特性を解明した。

Research Progress Status

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

29年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (14 results)

All 2018 2017

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results) Presentation (11 results) (of which Invited: 1 results)

  • [Journal Article] Scaling properties of dynamical localization in monochromatically perturbed quantum maps:Standard map and Anderson map2018

    • Author(s)
      Hiroaki S.Yamada, Fumihiro Matsui, and Kensuke S.Ikeda
    • Journal Title

      Phys. Rev. E

      Volume: 97 Pages: 012210 1-13

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Hierarchical structure in sharply-divided phase space for the piecewise linear map2017

    • Author(s)
      Akira Akaishi, Kazuki Aoki and Akira Shudo
    • Journal Title

      Phys. Rev. E.

      Volume: 95 Pages: 052207 1-8

    • DOI

      10.1103/PhysRevE.95.052207

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Riemann surfaces of complex classical trajectories and tunnelling splitting in one-dimensional systems2017

    • Author(s)
      Hiromitsu Harada, Amaury Mouchet and Akira Shudo
    • Journal Title

      J. Phys. A: Math. Theor.

      Volume: 50 Pages: 435204 (27pp)

    • DOI

      10.1088/1751-8121/aa8c67

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 馬蹄条件下での半古典近似の長時間有効性について2018

    • Author(s)
      吉野元,首藤啓
    • Organizer
      日本物理学会(第73回年次大会)
  • [Presentation] 完全WKB解析とストークス幾何に基づく三準位非断熱遷移問題の研究2018

    • Author(s)
      島田尚明,首藤啓
    • Organizer
      日本物理学会(第73回年次大会)
  • [Presentation] 非カオス的な面積保存写像における劣拡散を記述する確率モデルについて2018

    • Author(s)
      吉田賢典,渡邉真悟,首藤啓
    • Organizer
      日本物理学会(第73回年次大会)
  • [Presentation] 対応原理によるインスタントン 非インスタントン転移の研究 IV2017

    • Author(s)
      池田研介, 花田康高, 首藤啓
    • Organizer
      日本物理学会2017年秋季大会
  • [Presentation] 単色摂動アンダーソン写像および標準写像の2次元局在現象2017

    • Author(s)
      池田研介, 山田弘明
    • Organizer
      日本物理学会2017年秋季大会
  • [Presentation] 量子写像のBaker-Campbell-Hausdorff展開について2017

    • Author(s)
      花田康高, 首藤啓, 池田研介
    • Organizer
      日本物理学会2017年秋季大会
  • [Presentation] 馬蹄条件を満たすカオス系における半古典近似破綻領域の漸近挙動2017

    • Author(s)
      吉野元,首藤啓
    • Organizer
      日本物理学会2017年秋季大会
  • [Presentation] 劣拡散を示す面積保存写像における周期軌道近傍の淀み運動と連続時間ランダムウォーク2017

    • Author(s)
      吉田賢典,渡邉真悟,首藤啓
    • Organizer
      日本物理学会2017年秋季大会
  • [Presentation] Amphibious Complex Orbits and Dynamical Tunneling2017

    • Author(s)
      Akira Shudo
    • Organizer
      “Chaos, and what it can reveal” A conference on the occasion of Petr Seba's 60th birthday
    • Invited
  • [Presentation] Sub-diffusion in a non-chaotic area-preserving map, continuous-time random walks and ergodic problems2017

    • Author(s)
      Kensuke Yoshida, Shingo Watanabe, Akira Shudo
    • Organizer
      Current Trends in Dynamical Systems and the Mathematical Legacy of Rufus Bowen
  • [Presentation] A Quantum Damper2017

    • Author(s)
      池田研介
    • Organizer
      第24回「レーザーのカオス・ノイズダイナミックスとその応用」研究会

URL: 

Published: 2018-12-17  

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